اثر نانوذره اکسید روی بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی، میزان تولید رزمارینیک‌اسید و بیان ژن‌های Tat و 4-Cl در گیاه بادرنجبویه (Melissa Officinalis L.)

هدف: هدف از این مطالعه بررسی تاثیر نانو­اکسید روی بر خصوصیات رشدی و فیزیولوژیکی، میزان تولید رزمارینیک­اسید و بیان ژن­های کلیدی در مسیر بیوسنتزی این ترکیب در گیاه بادرنجبویه است.مواد و روش‏ها: در این مطالعه، دانه ­رست­های 30 روزه بادرنجبویه با غلظت­های صفر، 06/0 و 12/0 میلی‌گرم بر لیتر نانوذره‌­اکسید روی تیمار شدند و سپس پارامترهای رشدی، میزان رنگیزه­های فتوسنتزی، پرولین، گلایسین بتائین، پروتئین، فعالیت آنزیم­های آنتی ­اکسیدانتی و میزان تولید رزمارینیک­اسید مورد بررسی قرار گرفت. هم‌چنین بیان ژن‌های کلیدی در مسیر بیوسنتزی رزمارینیک­اسید با روش realtime pcr  بررسی شد.نتایج: نتایج حاکی از این است که تیمار نانو­ذره ‌اکسید­روی باعث افزایش رنگیزه­های فتوسنتزی کلروفیلی، کاروتنوئیدها و فعالیت آنتی ­اکسیدانتی این گیاه شد. هم‌چنین بیش‌ترین میزان پرولین و گلایسین بتائین نیز تحت غلظت 12/0 میلی‌گرم بر لیتر این تیمار به‌دست آمد. هم‌چنین نانوذره‌اکسید روی باعث افزایش بیان ژن­های مسیر بیوسنتزی رزمارینیک­اسید (tat و 4cl) و در نتیجه افزایش مقدار این ترکیب شد.نتیجه‏گیری: براساس نتایج این تحقیق نانوذره‌ اکسیدروی می­تواند بر مراحل رشدی و فیزیولوژیکی گیاه بادرنجبویه اثر گذاشته و بنابراین می­توان از آن به‌منظور افزایش تولید رزمارینیک­اسید استفاده کرد.

Effect of Zinc Oxide nanoparticle on physiological characteristics, rosmarinic acid production and expression of TAT and 4-Cl genes in Lemongrass (Melissa officinalis L.)

Aim: The aim of this study was to investigate the effect of Zinc oxide nanoparticles on growth and physiological characteristics, rosmarinic acid production and the expression of key genes in the biosynthetic pathway of this compound in lemongrass.Material and Methods: In this study, 30dayold seedlings of lemongrass were treated with concentrations of 0, 0.06 and 0.12 mg/l Zinc oxide nanoparticles, and then growth parameters, photosynthetic pigments, proline, Glycine betaine, protein, activity of antioxidant enzymes and production of rosmarinic acid were examined. Also, the expression of key genes in the rosmarinic acid biosynthetic pathway was examined by realtime PCR.Results: The results indicate that Zinc oxide nanoparticles treatment increased chlorophyll photosynthetic pigments, carotenoids and antioxidant activity of this plant. Also, the highest amount of proline and glycine betaine was obtained at a concentration of 12 mg/L of this treatment. Zinc oxide nanoparticles also increased the expression of rosmarinic acid biosynthetic pathway genes (TAT and 4Cl) and thus increased this compound.Conclusion: Based on the results of this study, Zinc oxide nanoparticles can affect the growth and physiological stages of lemongrass and therefore it can be used to increase the production of rosmarinic acid.